Zwillingsembryonen können T-Zellen über Nabelschnurblut austauschen

Aufgrund der Vielfalt und Komplexität der Immunrezeptoren ist es schwierig, die physikalischen Prinzipien zu verstehen, die bestimmte Eigenschaften biologischer Systeme bestimmen, wie beispielsweise das Erkennen von Krankheitserregern. Die Unterstützung des Projekts RECOGNIZE (Physical principles of recognition in the immune system) trug zu neuesten Erkenntnissen bei, welche die Struktur und Überlappung der Repertoires von T-Zellrezeptoren menschlicher Erwachsener näher beleuchten. Forscher behaupten, dass Zwillingsembryonen während der Schwangerschaft T-Zellen über das Nabelschnurblut austauschen können und dass T-Zellklone, die vor der Geburt produziert wurden, etwa 40 Jahre lang im Körper eines Menschen erhalten bleiben können.

Immunsysteme – vielfältig, komplex und lebenswichtig

Aufgrund der vielfältigen T-Zellrezeptoren (TCR), die im Körper vorhanden sind, kann das Immunsystem auf eine Vielzahl unterschiedlicher Krankheitserreger reagieren. Die TCR auf der Oberfläche einer T-Zelle sind jedoch üblicherweise alle identisch. Eine Zellreihe mit den gleichen TCR definiert einen T-Zellklonotyp, und eine Reihe von T-Zellen im Körper kann als ein Repertoire an Klonotypen betrachtet werden. Für unser Wissen über erworbene Immunität ist es wichtig zu verstehen, wie diese Vielfalt erzeugt wird und wie sie sich mit zunehmendem Alter entwickelt.

Die Rezeptoren unterscheiden sich von Individuum zu Individuum, aber es ist bekannt, dass einige gleiche Rezeptoren bei Menschen zu finden sind, unabhängig davon, ob diese miteinander verwandt sind oder nicht. Es wird häufig angenommen, dass dieser gemeinsame Pool, der als „öffentliches Repertoire“ bezeichnet wird, auf unser Immunsystem zurückzuführen ist, das sich als Reaktion auf gemeinsame antigene Herausforderungen entwickelt, obwohl auch andere Gründe möglich sind.

In einer kürzlich in „Computational Biology“ veröffentlichten Studie legten Forscher dar, wie ihre statistische Analyse von Daten aus dem Deep Sequencing der T-Zellrepertoires von Zwillingen, von nicht miteinander verwandten Individuen verschiedenen Alters sowie aus Nabelschnurblut zeigt, dass vor der Geburt entstandene T-Zellklone über Jahrzehnte hinweg erhalten bleiben, bei Erwachsenen noch in hoher Zahl vorhanden sind und mit zunehmendem Alter langsam verfallen.

In der Studie überlegt man, wie dieses gemeinsame Repertoire erklärt werden kann, wenn es nicht unweigerlich auf gemeinsame Herausforderungen zurückzuführen ist. Die Untersuchung legt nahe, dass ein beträchtlicher Teil des öffentlichen Repertoires vor der Geburt entsteht. In einem Teil der Studie wurde das gemeinsame Repertoire von drei eineiigen Zwillingspaaren untersucht, und die daraus resultierenden Beobachtungen stützen die Theorie, dass das Vorhandensein gemeinsamer Sequenzen bei Zwillingen nicht nur vom Zufall abhängt.

Das Team schreibt: „(…) unser allgemeiner Rahmen zur Analyse der Überlappung zwischen verschiedenen Repertoires hat weitreichende praktische Folgen für das Tracking von T-Zellklonotypen im klinischen Bereich. Insbesondere könnte die Analyse der Überlappung zwischen den Repertoires vor und nach einer Behandlung dazu beitragen, dass nach einer Transplantation blutbildender Stammzellen (HSCT) festgestellt werden kann, ob Klonotypen vom Spender oder Empfänger stammen, und auch dazu, dass maligne Klone bei der Nachbehandlung abklingender Erkrankungen zuverlässiger identifiziert werden können. “

Weitere Informationen:
CORDIS-Projektseite